一种转子线圈式电磁水密转矩传动轴制造技术

本发明专利技术公开了一种转子线圈式电磁水密转矩传动轴；包括主壳体、主动轴、主动转子、主动转子永磁体、从动轴、从动转子和从动转子线圈；主壳体为中空且两端开放的圆筒结构，主动轴一端与动力装置相连，另一端穿过主动转子中心的通孔安装于轴托板的密封端竖向板中心内侧凹槽；主动轴与主动转子连接；沿从动轴的轴向，主动转子向主壳体尾封板方向伸出，沿主动转子出部分的周向间隔设有多个凹槽，凹槽内安装主动转子永磁体；从动转子密封壳体为一封闭的空心轮盘，固定在从动轴上；从动转子密封壳体内设有从动转子，从动转子为一硅钢镂空轮盘，从动转子线圈缠绕在从动转子上。本发明专利技术可在保证良好密封条件的情况下完成转矩的高效传递。

A rotor coil type electromagnetic water tight torque drive shaft

The invention discloses a rotor coil type electromagnetic torque watertight shaft; comprises a main casing, a driving shaft, a driving rotor, permanent magnet driving rotor and the driven shaft, the driven rotor and the driven rotor coil; the main shell is hollow and cylindrical structure with two open ends, one end of the driving shaft is connected with the power device, the other end of the through hole through the active center of rotor mounted on the shaft end of the vertical plate center plate sealing groove on the inner side of; driving shaft connected with the driving rotor; along the axial direction of the driven shaft, the driving rotor to the main casing sealing plate extending in a direction, along the active rotor section is provided with a plurality of circumferentially spaced grooves, the active rotor permanent magnet is installed in the groove; the driven rotor seal shell is a closed hollow disk, fixed on a driven shaft; the driven rotor seal casing is provided with a driven rotor, the driven rotor is a hollow steel wheel, The driven rotor coil is wound on the driven rotor. The invention can carry out the efficient transmission of torque under the condition of good sealing condition.

【技术实现步骤摘要】
一种转子线圈式电磁水密转矩传动轴
本专利技术涉及一种传动装置，特别是涉及一种水密传动装置，具体是涉及转子线圈式电磁水密转矩传动轴。
技术介绍
现阶段，由于国家海洋战略的提出和国际海洋科学、海洋开发热潮的兴起，在海洋装备，尤其是水下装备领域造成了较大缺口。具有较高自动化程度，可在水下航行的水下作业装备需长期工作于高盐的水环境中，由此不仅造成装备外壳本身的腐蚀损耗，还要面对水泄漏进装备内部进而损毁整个装备的威胁。因此对于此类水下作业装备应配以较高的防水标准，而整个防水处理的难点就在于如何保证外露传动部件的防水密封。在解决此类问题时，先后有填料密封、机械密封、动力密封等概念提出。虽然均能在一定程度上满足防水要求，但是也存在诸如转矩传递效率低，结构复杂等问题。因此开发一款可以在水下满足防水密封要求，且具有较高传递效率的机构具有一定前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现阶段密封传动装置所遇到的技术问题，提出一种结构简单、便于更换和维修、且具有良好防水性能可以高效传递转矩的转子线圈式电磁水密转矩传动轴。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种转子线圈式电磁水密转矩传动轴，包括主壳体、主动轴、主动转子、主动转子永磁体、从动轴、从动转子和从动转子线圈；所述主壳体为中空且两端开放的圆筒结构，圆筒结构两端分别设有主壳体首封板和主壳体尾封板，主壳体首封板中心开有小孔，小孔用防水胶密封；主壳体的中空中设有动力装置；轴托板为一端开口的圆筒形结构，封闭端竖向板朝向主壳体首封板，竖向板中心内外两侧均设有凹槽；轴托板的开口端与主壳体尾封板密封连接；主动轴一端与动力装置相连，另一端穿过主动转子中心的通孔安装于轴托板的密封端竖向板中心内侧凹槽；主动轴与主动转子连接；沿从动轴的轴向，主动转子向主壳体尾封板方向伸出，沿主动转子出部分的周向间隔设有多个凹槽，凹槽内安装主动转子永磁体；所述从动转子密封壳体为一封闭的空心轮盘，固定在从动轴上；从动转子密封壳体内设有从动转子，从动转子为一硅钢镂空轮盘，从动转子线圈缠绕在从动转子上；从动轴一端安装在轴托板的密封端竖向板中心外侧凹槽，另一端穿过从动转子中心通孔、从动转子密封壳体、主壳体尾封板封闭端通孔并伸出，从动轴与从动转子连接。为进一步实现本专利技术目的，优选地，所述从动轴收到转矩T与磁传动装置各部件参数有如下关系式：式中，N为有效线圈匝数，占线圈总匝数的三分之一至三分之二，B为主动转子与从动转子之间的磁感应强度，L为线圈的切割长度，是从动转子的厚度，r1为从动转子的半径，n为动力装置的转速，n1为从动轴接收到的转速，R为线圈电阻，根据功能换算关系得到从动轴收到的转矩功率通过下式计算：优选地，所述B取值为1.32T-1.35T；L取值为1cm-5cm；r1取值为2.5cm-5cm。优选地，所述凹槽数量为4个，每个凹槽的宽度优选为30°-60°。优选地，所述主动轴与主动转子通过键连接；所述从动轴与从动转子采用键连接。优选地，所述在主壳体与主壳体首封板、主壳体与主壳体尾封板的结合面处设有圆槽，圆槽中安装大橡胶密封圈；主壳体首封板和主壳体尾封板通过紧固螺丝分别固定安装于主壳体的首尾端；所述轴托板的开口端与主壳体尾封板密封连接的方式是主壳体尾封板与轴托板的的结合面处设有圆槽，圆槽内设有小橡胶密封圈，主壳体尾封板通过紧固螺丝与轴托板连接。优选地，所述主动转子永磁体的轴向长度为4cm-8cm；所述从动转子的直径为5cm-10cm，厚度为1cm-5cm。优选地，从动转子与主动转子永磁体的距离表现陶瓷轴承、轴托板和从动转子密封壳体的厚度之和，取值为1cm-1.5cm，主动转子的内径为6cm-11.5cm。优选地，在主动转子与轴托板之间安装有主动转子陶瓷轴承；在主壳体尾封板通孔与从动轴之间安装有防水轴承。优选地，所述动力装置为电动机或柴油机；所述主动转子永磁体采用钕铁硼材料制成；所述从动转子密封壳体、主动转子、主壳体、轴托板、主壳体首封板和主壳体尾封板均由铝合金材料制成。相对于现有技术，本专利技术有以下技术优点：1)密封防水效果好。动力装置与传动机构各自密封，且通过磁力传动的方式避免了机械结合处，从而提高了防水性能。2)具有过载保护功能。由于动力装置与传动机构之间没有直接的机械连接，且磁力所能传递的载荷是固定的，因此在过载时，根据电磁感应原理，会产生缓和的电磁阻尼效应，从而保护动力装置。3)传动机构可靠性高。由于传动部分采用了电磁感应原理，不需要复杂的传动结构，且可在绝大多数工况下满足随时启动或停止传递工作的要求。4)传动效率较高。利用线圈作为电磁传动的主要部件缠绕在硅钢制成的传动转子上，可以集中高效的利用通过磁场传递过来的转动能量，减少不利涡流的产生，从而提高传动部分的传递效率。5)相较于现有磁传动机构的结构形式，本专利技术提出的结构形式更加紧凑，可以满足水下装置内部空间狭小的要求。6)采用缠绕在从动转子上的线圈作为传递转矩的中介，可以根据不同的工况自由合理的调节线圈的匝数、规格等参数，使本专利技术可以适应多种工况，增大应用范围。7)结构简单，便于安装、维修、更换相应部件。附图说明图1是本专利技术转子线圈式电磁水密转矩传动轴的结构示意图。图2是图1中传动部分示意图。图3是图1中主动转子的结构示意图。图4是图1中从动转子密封体示意图。图5是本专利技术磁传动工作原理图。图中示出：主壳体尾封板1、从动转子线圈2、防水轴承3、从动轴4、从动转子密封壳体5、从动转子6、小橡胶防水圈7、轴托板8、主动转子陶瓷轴承9、主壳体10、紧固螺丝11、大橡胶防水圈12、动力装置13、动力装置能源通道14、主壳体首封板15、主动轴16、主动转子17、主动转子永磁体18。具体实施方式为更好地理解本专利技术，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的实施方式不仅限于此。如图1和2所示，一种转子轮盘式涡流电磁水密转矩传动轴，包括主壳体尾封板1、从动转子线圈2、从动轴4、从动转子密封壳体5、从动转子6、轴托板8、主壳体10、动力装置13、主壳体首封板15、主动轴16、主动转子17和主动转子永磁体18。主壳体10为中空且两端开放的圆筒结构，圆筒结构两端分别设有主壳体首封板15和主壳体尾封板1，在主壳体10与主壳体首封板15、主壳体10与主壳体尾封板1的结合面处设有圆槽，圆槽中安装大橡胶密封圈12；主壳体首封板15和主壳体尾封板1通过紧固螺丝11分别固定安装于主壳体10的首尾端；主壳体首封板15中心开有小孔，供动力装置能源通道14通过，小孔用防水胶密封。主壳体10的中空中设有动力装置13；轴托板8为一端开口的圆筒形结构，封闭端竖向板朝向主壳体首封板15，竖向板中心内外两侧均设有凹槽；轴托板8的开口端与主壳体尾封板1密封连接；主动轴16一端与动力装置13相连，另一端穿过主动转子17中心的通孔安装于轴托板8的密封端竖向板中心内侧凹槽；主动轴16与主动转子17通过键连接，在主动转子17与轴托板8之间安装有主动转子陶瓷轴承9，用于固定主动转子17的位置并减少其转动时的摩擦阻力。轴托板8的开口端与主壳体尾封板1密封连接的方式是主壳体尾封板1与轴托板8的的结合面处设有圆槽，圆槽内设有小橡胶密封圈7，主壳体尾封板1通过紧固螺丝11与轴托板8连接。从动转子密封壳体5为一封闭的空心轮盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转子线圈式电磁水密转矩传动轴，其特征在于：包括主壳体、主动轴、主动转子、主动转子永磁体、从动轴、从动转子和从动转子线圈；所述主壳体为中空且两端开放的圆筒结构，圆筒结构两端分别设有主壳体首封板和主壳体尾封板，主壳体首封板中心开有小孔，小孔用防水胶密封；主壳体的中空中设有动力装置；轴托板为一端开口的圆筒形结构，封闭端竖向板朝向主壳体首封板，竖向板中心内外两侧均设有凹槽；轴托板的开口端与主壳体尾封板密封连接；主动轴一端与动力装置相连，另一端穿过主动转子中心的通孔安装于轴托板的密封端竖向板中心内侧凹槽；主动轴与主动转子连接；沿从动轴的轴向，主动转子向主壳体尾封板方向伸出，沿主动转子出部分的周向间隔设有多个凹槽，凹槽内安装主动转子永磁体；所述从动转子密封壳体为一封闭的空心轮盘，固定在从动轴上；从动转子密封壳体内设有从动转子，从动转子为一硅钢镂空轮盘，从动转子线圈缠绕在从动转子上；从动轴一端安装在轴托板的密封端竖向板中心外侧凹槽，另一端穿过从动转子中心通孔、从动转子密封壳体、主壳体尾封板封闭端通孔并伸出，从动轴与从动转子连接。

【技术特征摘要】
1.一种转子线圈式电磁水密转矩传动轴，其特征在于：包括主壳体、主动轴、主动转子、主动转子永磁体、从动轴、从动转子和从动转子线圈；所述主壳体为中空且两端开放的圆筒结构，圆筒结构两端分别设有主壳体首封板和主壳体尾封板，主壳体首封板中心开有小孔，小孔用防水胶密封；主壳体的中空中设有动力装置；轴托板为一端开口的圆筒形结构，封闭端竖向板朝向主壳体首封板，竖向板中心内外两侧均设有凹槽；轴托板的开口端与主壳体尾封板密封连接；主动轴一端与动力装置相连，另一端穿过主动转子中心的通孔安装于轴托板的密封端竖向板中心内侧凹槽；主动轴与主动转子连接；沿从动轴的轴向，主动转子向主壳体尾封板方向伸出，沿主动转子出部分的周向间隔设有多个凹槽，凹槽内安装主动转子永磁体；所述从动转子密封壳体为一封闭的空心轮盘，固定在从动轴上；从动转子密封壳体内设有从动转子，从动转子为一硅钢镂空轮盘，从动转子线圈缠绕在从动转子上；从动轴一端安装在轴托板的密封端竖向板中心外侧凹槽，另一端穿过从动转子中心通孔、从动转子密封壳体、主壳体尾封板封闭端通孔并伸出，从动轴与从动转子连接。2.根据权利要求1所述的转子线圈式电磁水密转矩传动轴，其特征在于：所述从动轴收到转矩T与磁传动装置各部件参数有如下关系式：式中，N为有效线圈匝数，占线圈总匝数的三分之一至三分之二，B为主动转子与从动转子之间的磁感应强度，L为线圈的切割长度，是从动转子的厚度，r1为从动转子的半径，n为动力装置的转速，n1为从动轴接收到的转速，R为线圈电阻，根据功能换算关系得到从动轴收到的转矩功率通过下式计算：3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴家鸣，梁严，吴颖刚，马志权，
申请(专利权)人：华南理工大学，广州市顺海造船有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44